帶狀復(fù)合種植模式下不同大豆品種葉片光合特性、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量研究

王 偉 劉 晶

安康市農(nóng)作物種子站，陜西 安康 725000

0 引言

玉米_大豆帶狀復(fù)合種植是一種高效的種植模式，能顯著促進(jìn)農(nóng)民增收，但目前玉米、大豆間作存在一定的問題。例如，高稈作物玉米會對矮稈作物大豆產(chǎn)生遮陰作用，光照強(qiáng)度的減弱會對大豆的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量造成一定影響，如大豆節(jié)間變長、株高增加、木質(zhì)素含量降低等，導(dǎo)致大豆易出現(xiàn)倒伏、產(chǎn)量下降等現(xiàn)象，降低農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益［1-2］。

不同間作模式下玉米對大豆的遮陰程度不同，且不同大豆品種對弱光環(huán)境適應(yīng)能力不同。因此，選擇適宜的間作模式及耐陰的大豆品種，對促進(jìn)玉米-大豆帶狀復(fù)合種植增產(chǎn)增收具有重要意義。筆者選擇陜豆125、中黃13、秦豆2018、陜墾豆4 號等大豆品種，設(shè)置不同的玉米-大豆帶狀復(fù)合間作行比，研究4個大豆品種對弱光的適應(yīng)能力，旨在為陜西省安康市玉米-大豆復(fù)合種植模式及適宜大豆品種的選擇提供參考。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在陜西省安康市漢濱區(qū)某試驗田開展。供試土壤類型為壤土，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.7 g/kg，全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.55 g/kg，全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.88 g/kg，堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為116 mg/kg，有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.7 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為115.0 mg/kg，pH值約6.5。

1.2 試驗材料

參試大豆品種為陜豆125、中黃13、秦豆2018、陜墾豆4號，玉米品種為華盛2000，種子均由安康市農(nóng)作物種子站提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置玉米品種華盛2000分別與陜豆125、中黃13、秦豆2018、陜墾豆4號間作，同時以陜豆125、中黃13、秦豆2018、陜墾豆4號單作為對照（CK）。試驗采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個處理一個小區(qū)，3次重復(fù)。3種復(fù)合種植模式田間種植情況如下。①M(fèi)2∶S3 模式（即2 行玉米+3 行大豆）：玉米行距40 cm，種植密度為6 萬株/hm2；大豆行距30 cm，種植密度為20 萬株/hm2；玉米與大豆間距60 cm，帶寬220 cm。②M4∶S3 模式（即4行玉米+3行大豆）：玉米、大豆行距及種植密度同M2∶S3 模式。③M6∶S3 模式（即6 行玉米+3 行大豆）：玉米、大豆行距及種植密度同M2∶S3模式。

2022年5月播種，基肥為大豆專用復(fù)合肥，于整地時一次性施入。大豆生育期不追肥。其他田間管理措施按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進(jìn)行。2022年9月上旬收獲。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 農(nóng)藝性狀測定

使用卷尺、游標(biāo)卡尺于各參試大豆品種開花期、結(jié)莢期、鼓粒期、成熟期測定株高、莖稈直徑等農(nóng)藝性狀。

1.4.2 光合參數(shù)測定

于大豆開花結(jié)莢期和鼓粒盛期，在各試驗小區(qū)每行選取有代表性的植株3 株，利用TPS-2 光合儀（英國漢莎科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)），在晴天09:00—11:00 選取大豆倒數(shù)第3 片復(fù)葉中間小葉進(jìn)行測定，測定指標(biāo)包括葉片凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度。

1.4.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素測定

于玉米和大豆成熟期，在各試驗小區(qū)隨機(jī)選取4 m行長植株，全部收獲并測產(chǎn)，每個小區(qū)重復(fù)取樣3次，取平均值；每行選取5株具有代表性的大豆植株進(jìn)行考種，測定單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)及百粒鮮質(zhì)量。根據(jù)不同復(fù)合種植模式下玉米-大豆所占比例和各小區(qū)測產(chǎn)產(chǎn)量，計算作物的總產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，使用SPSS21.0 軟件分析數(shù)據(jù)。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種株高的影響

由表1可知，在不同栽培模式下，4個大豆品種株高從開花期到結(jié)莢期顯著增加，但從結(jié)莢期至成熟期株高變化不顯著。在開花期，各間作模式與CK模式相比，4個大豆品種的株高差異不顯著。在結(jié)莢期，M2∶S3模式與CK模式相比，4個大豆品種株高差異不顯著；M4∶S3模式下陜豆125、中黃13、秦豆2018株高均顯著高于CK模式，但陜墾豆4號株高與CK模式下相比差異不顯著，且顯著低于相同種植模式下其他3個品種；M6∶S3模式下4個大豆品種株高均顯著高于CK模式。這說明結(jié)莢期后大豆株高受玉米遮陰影響較大，隨著玉米種植行數(shù)的增加，各大豆品種株高呈增加趨勢；其中陜墾豆4號株高增加趨勢較緩，表現(xiàn)出良好的耐遮陰能力。

表1 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種株高的影響 cm

2.2 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種莖稈直徑的影響

由表2 可知，在不同栽培模式下，4 個大豆品種的莖稈直徑從開花期到結(jié)莢期顯著增加，從結(jié)莢期至成熟期變化不顯著（進(jìn)入穩(wěn)定期）。在開花期，M2∶S3、M4∶S3 模式下4 個大豆品種莖稈直徑與CK 模式相比差異不顯著；M6∶S3 模式下陜豆125、中黃13、秦豆2018 莖稈直徑顯著低于CK 模式，陜墾豆4 號莖稈直徑與CK 模式相比差異不顯著。在結(jié)莢期至成熟期，M2∶S3、M4∶S3、M6∶S3 模式下陜豆125、中黃13、秦豆2018 莖稈直徑均低于CK 模式，說明復(fù)合種植模式會對大豆莖稈直徑產(chǎn)生一定的影響；M2∶S3、M4∶S3模式下陜墾豆4號莖稈直徑與CK模式相比差異不顯著，但M6∶S3模式下陜墾豆4號莖稈直徑顯著低于CK模式。在成熟期，4 個大豆品種進(jìn)行比較，M2∶S3 模式下陜墾豆4 號莖稈直徑分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 增加8.00%、10.96%、10.96%；M4∶S3 模式下陜墾豆4 號莖稈直徑分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 增加12.50%、9.46%、14.08%；但M6∶S3、CK 模式下4 個大豆品種莖稈直徑無顯著差異。這說明結(jié)莢期后大豆莖稈直徑受玉米遮陰影響較大，隨著玉米種植行數(shù)的增加，大豆莖稈直徑呈減小趨勢；其中陜墾豆4 號株高減小趨勢較緩，表現(xiàn)出良好的耐遮陰能力。

表2 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種莖稈直徑的影響 cm

2.3 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

由表3 可知，間作模式與CK 模式相比，不同大豆品種的單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)均無顯著差異，但百粒鮮質(zhì)量、產(chǎn)量有顯著差異。M2∶S3、M4∶S3、M6∶S3 模式下陜豆125、中黃13、秦豆2018 這3 個品種百粒鮮質(zhì)量、產(chǎn)量明顯低于CK 模式，且隨著玉米種植行數(shù)的增加，上述3 個大豆品種產(chǎn)量呈逐漸減少趨勢。M2∶S3、M4∶S3模式下陜墾豆4號產(chǎn)量與CK模式相比較差異不顯著，但顯著高于相同種植模式下其他3 個品種。M2∶S3 模式下陜墾豆4 號產(chǎn)量分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 增加10.49%、10.60%、10.42%；M4∶S3 模式下陜墾豆4 號產(chǎn)量分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 增加29.22%、33.33%、35.76%。M6∶S3 模式下陜墾豆4 號產(chǎn)量顯著降低。這說明隨著玉米種植行數(shù)的增加，遮陰強(qiáng)度加大，大豆百粒鮮質(zhì)量和產(chǎn)量呈減小趨勢；其中陜墾豆4 號百粒鮮質(zhì)量和產(chǎn)量減小趨勢較緩，表現(xiàn)出良好的耐遮陰能力。

表3 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

2.4 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種葉片光合特性的影響

由表4可知，在CK模式下，4個大豆品種葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率無顯著差異；在間作模式下，陜豆125、中黃13、秦豆2018 這3 個品種葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率較CK 模式顯著降低，而胞間CO2濃度顯著升高，葉片光合作用能力下降，且上述3 個品種葉片光合作用能力隨著玉米種植行數(shù)的增加呈逐漸降低趨勢。與其他3 個品種大豆相比，M2∶S3 模式下陜墾豆4 號葉片光合作用能力下降較緩慢，且葉片凈光合速率較CK 模式相比差異不顯著；M4∶S3、M6∶S3 模式下陜墾豆4 號葉片凈光合速率顯著低于CK 模式，但顯著高于相同模式下其他3個品種大豆。M4∶S3模式下陜墾豆4號葉片凈光合速率分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 高25.85%、35.36%、34.5%；M6∶S3 模式下陜墾豆4 號葉片凈光合速率分別較陜豆125、中黃13、秦豆2018 高43.22%、31.54%、30.49%。這說明隨著玉米種植行數(shù)的增加，遮陰強(qiáng)度加大，光照減弱，大豆葉片光合作用能力呈下降趨勢；其中陜墾豆4 號葉片光合作用能力下降趨勢較緩，表現(xiàn)出良好的耐遮陰能力。

表4 不同復(fù)合種植模式對不同大豆品種光合特性的影響

3 討論

推廣應(yīng)用大豆-玉米帶狀復(fù)合種植技術(shù)是提高土地利用率，增加農(nóng)民收益的有效舉措。帶狀復(fù)合種植模式與單作模式相比，由于生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變，如玉米對大豆光照條件的影響，導(dǎo)致大豆農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量較單作模式發(fā)生變化［3］。株高、莖稈直徑是作物重要的農(nóng)藝性狀，不僅是反映作物長勢的重要指標(biāo)，也關(guān)系著作物產(chǎn)量的形成及干物質(zhì)的積累［4］。封亮等［5］研究表明，大豆、玉米按照行比2∶4種植（帶寬2.4 m 模式下），大豆株高、莖稈直徑表現(xiàn)較佳，單位面積產(chǎn)量較高。筆者此次研究表明，陜豆125、中黃13、秦豆2018、陜墾豆4 號等4 個大豆品種在復(fù)合種植模式下較單作株高增加、莖稈直徑降低，這與前人研究一致。此次研究還表明，在復(fù)合種植模式下，隨著玉米種植行數(shù)的增加，大豆株高呈增加、莖稈直徑呈降低的趨勢；其中陜墾豆4號農(nóng)藝性狀變化較為緩慢，表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性。

光照是影響植物生長的重要非生物因素。在玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下，高稈作物玉米對低稈作物大豆會產(chǎn)生一定的遮陰作用，對葉片光合作用不利［3］。李植等［6］研究表明，在大豆生育后期，受玉米遮陰的影響，大豆葉片凈光合速率顯著降低，氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率顯著降低，胞間CO2濃度升高。李初英等［7］研究表明，當(dāng)遮光強(qiáng)度超過20%后，大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、單株地上部生物量、百粒質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量顯著或極顯著下降。筆者此次研究結(jié)果與前人一致：在玉米遮陰下，大豆葉片光合作用能力減弱，且隨著玉米種植行數(shù)的增加，大豆葉片光合功能下降幅度變大。

單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)及百粒鮮質(zhì)量是產(chǎn)量形成的重要構(gòu)成要素，直接影響產(chǎn)量的高低。曹曼君等［8］研究表明，大豆單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)及百粒鮮質(zhì)量受光照強(qiáng)度的影響較大，在遮陰處理下，菜用大豆的單株莢數(shù)、單株鮮莢質(zhì)量、有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒鮮質(zhì)量和小區(qū)鮮莢質(zhì)量均會有不同程度下降，且大豆生長前期對光照反應(yīng)更敏感。筆者此次研究表明，復(fù)合種植模式與單作比較，株莢數(shù)、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)無顯著變化，但百粒鮮質(zhì)量、產(chǎn)量較單作顯著降低，且隨著玉米種植行數(shù)的增加，下降幅度變大，這可能與玉米種植行數(shù)越多遮陰作用越強(qiáng)烈有關(guān)。綜上所述，4個品種相比較，陜墾豆4號各指標(biāo)下降較緩慢，表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。

4 結(jié)論

在玉米-大豆復(fù)合種植模式下，玉米的遮陰作用會降低大豆葉片光合功能，使大豆株高增加、莖稈直徑降低、百粒鮮質(zhì)量降低、產(chǎn)量降低，且不同品種對遮陰適應(yīng)性不同。筆者此次的研究表明，陜墾豆4 號田間綜合表現(xiàn)優(yōu)于陜豆125、中黃13、秦豆2018，適宜在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。